一种口腔临床模拟教学系统及方法技术方案

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，公开了一种口腔临床模拟教学系统及方法，由减震垫、支架、旋转盘、多媒体显示器、俯仰装置、旋转装置、仿真头模、仿真口腔、仿真牙、传承轴、螺栓、技工桌、高低速吸气式收集装置、多用途喷枪、器械托盘、滚柱、底座组成。多媒体显示器在旋转盘上面放置，旋转盘在支架上方，仿真头模下方有俯仰装置、旋转装置，俯仰装置下方有传承轴、螺栓，螺栓在技工桌上方，高低速吸气式收集装置、多用途喷枪、器械托盘在技工桌内部放置，所属滚柱在底座上方。本发明专利技术通过仿真设计，结构简单可靠，整体制造成本不高，同时使得学员在非常逼真的环境中进行口腔及牙科治疗技术的学习，操做性强，能够很大程度的提高学员的技术水平。

【技术实现步骤摘要】
一种口腔临床模拟教学系统及方法
本专利技术属于医疗器械
，尤其涉及一种口腔临床模拟教学系统及方法。
技术介绍
目前，我国大部分口腔临床治疗的从业人员的培训，大多还是利用模型或离体牙，观察和重复带教老师的操作来进行操作学习。学员们无法真实地感受到患者体位、口腔内的窄小空间以及软硬组织等对实际操作带来的影响。在这种情况下进入临床，会立刻发现口外模型操作与临床实际之间的巨大差异,出现不敢进行临床操作的现象,导致临床操作水平提高缓慢。而现有的仿真头模大多只是一个头部模型,学员需要手持头模进行学习和操作，仿真性不强，无法模仿真实的患者体位，学员需要在真正的实际临床操作中才能真正掌握各种技术，给患者带来了很大的风险。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)学员们无法真实地感受到患者体位、口腔内的窄小空间以及软硬组织等对实际操作带来的影响。在这种情况下进入临床，会立刻发现口外模型操作与临床实际之间的巨大差异,出现不敢进行临床操作的现象,导致临床操作水平提高缓慢。而现有的仿真头模大多只是一个头部模型，学员需要手持头模进行学习和操作，仿真性不强，无法模仿真实的患者体位，目前使用的LED显示屏亮度和色度较差，更加影响了学员们的学习效果。(2)目前使用的多用途喷枪的喷涂均匀性较差，喷涂不均匀影响了学员对模拟系统的正确运用，难以进行仿真。(3)减震垫的荷载无法进行确定，为后续的使用产生了安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种口腔临床模拟教学系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种口腔临床模拟教学方法，所述口腔临床模拟教学方法通过俯仰装置保证仿真头模调整到任意角度；通过多媒体显示器如实的反映出口腔内部的现象，通过调节滚柱调节技工桌的高低；所述多媒体显示器中LED显示屏的显示数学模型为：LED的色坐标计算公式，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间，LED通过脉宽调制产生灰度级时，发光时间t决定了灰度级大小：灰度级和XYZ三刺激值之间存在与时间t相关的线性关系，当LED显示屏总的灰度级级数为N时，每一个灰度级步长“1”所对应的XYZ三刺激值为：当红、绿、蓝LED发光灰度级分别为m，n，k时，其对应的XYZ三刺激值为：进一步，所述口腔临床模拟教学方法的多用途喷枪的2D数学模型为：喷枪位置和姿态在固定的笛卡尔坐标系OXYZ中可定义为一个六维的时间矢量函数：a(t)＝(p(t),o(t))T，其中，p(t)＝(Px(t),Py(t),Pz(t))T表示喷枪相对于固定笛卡儿坐标系OXYZ的位置表示喷枪相对于OXYZ轴的角度，根据喷涂特点，喷枪口形成的喷炬的截面一般是圆形的，且涂层厚度在各向同性，喷枪喷出的喷炬形状是圆锥体，为圆锥张角，h为喷枪到平面的距离，R为平面上的喷涂半径，r为平面上一点Q离喷枪中心投影点的距离，θ为Q点和喷枪的连线与喷枪中轴线的夹角；平面上涂层累积速率为：G，G＝f(r，h)；得到G的表达式：其中，A为常数。进一步，所述口腔临床模拟教学方法的减震垫的材质为橡胶类，橡胶类减震垫的有限元模型为：橡胶材料是不可压缩。在小应变状态下是各向同性；各向同性不可压缩材料的应变能函数W用下式表达：式中I1和I2为应变不变量；每一项都是(I1-3)和(I2-3)的幂函数；选用(I1-3)和(I2-3)而不用I1和I2是为了在零应变时，W将自动消失。进一步，所述多媒体显示器的图像去噪方法包括：(1)针对Y＝X+N加性噪声图像模型，采用TV正则化目标函数：式中，Y∈Rn为采集的原始图像信号，X为待复原的含乘性噪声图像，λ1为正则化参数；其中，n为图像高度，m为图像宽度；TV正则化目标函数的梯度下降流方程为：令则：式中，div为散度算子，为梯度算子；采用总变分模型的显式差分方案可恢复信号X；去噪后图像的稀疏性约束，将乘性噪声的去除表示为：其中，X为去除加性噪声后的图像，u为最终去噪图像，W为离散小波基，x为去噪图像在小波基上的稀疏系数，λ2为正则化参数；对应的梯度下降流方程为：本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述口腔临床模拟教学方法的口腔临床模拟教学系统，所述口腔临床模拟教学系统的减震垫通过螺纹与支架连接，旋转盘通过螺纹与支架连接、多媒体显示器通过螺纹与旋转盘连接，仿真头模通过旋转装置与俯仰装置连接，俯仰装置通过螺纹与传承轴连接、仿真口腔通过卡套与仿真牙连接。进一步，所述口腔临床模拟教学系统的螺栓通过螺纹与技工桌连接，高低速吸气式收集装置、多用途喷枪、器械托盘通过卡套与技工桌连接，滚柱通过卡套与底座连接，所述底座通过螺纹与减震垫连接。本专利技术的优点及积极效果为：(1)该口腔临床模拟教学系统通过仿真设计，整体结构简单可靠，整体制造成本不高，同时使得学员可以在非常逼真的环境中进行口腔及牙科治疗技术的学习，操做性强，能够很大程度的提高学员的技术水平，通过显示器显示颜色的数学模型的建立，对色域进行了校正，使显示屏的亮度和色度均具有一致性的显著提高，提高了学员的学习效果。(2)对圆柱面和圆锥面与平面交界处喷枪轨迹优化目标函数的建立，有效的提高了涂层的均匀性，使学员能够进行高质量的仿真。(3)通过橡胶减震垫模型的建立，能够精确计算了减震垫荷载的数值，确定了减震垫荷载的基本规律，对装置能够正确的使用，提高了装置的安全系数。(4)，与总变分去加性噪声方法相比，该方法处理后的图像平滑区域均值与标准差比平均提升了10.9％，细节区域拉普拉斯梯度模平均提升了15.6％。结果表明：不仅有效滤除了微焦点X射线图像的混合噪声，并且较好地保留了图像细节特征，能够满足口腔临床模拟教学电路内部缺陷检测对图像平滑度和细节清晰度的要求。附图说明图1是本专利技术实施例提供的口腔临床模拟教学系统的结构示意图；图中：1、减震垫；2支架；3、旋转盘；4、多媒体显示器；5、俯仰装置；6、旋转装置；7、仿真头模；8、仿真口腔；9、仿真牙；10、传承轴；11、螺栓；12、技工桌；13、高低速吸气式收集装置；14、多用途喷枪；15、器械托盘；16、滚柱；17、底座。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。下面结合附图对本专利技术的结构作详细的描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的口腔临床模拟教学系统的减震垫1通过螺纹与支架2连接，所述旋转盘3通过螺纹与支架2连接、所述多媒体显示器4通过螺纹与旋转盘3连接，所述仿真头模7通过旋转装置6与俯仰装置5连接，所述俯仰装置5通过螺纹与传承轴10连接、所述仿真口腔8通过卡套与仿真牙9连接，所述螺栓11通过螺纹与技工桌12连接，所述高低速吸气式收集装置13、多用途喷枪14、器械托盘15通过卡套与技工桌12连接，所述滚柱16通过卡套与底座17连接，所述底座17通过螺纹与减震垫1连接。本专利技术多媒体显示器中LED显示屏的显示数学模型为：LED的色坐标计算公式，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间，LED通过脉宽调制产生灰度级时，发光时间t决定了灰度级大小：灰度级和XYZ三刺激值之间存在与时间t相关的线性关系，当LED显示屏总的灰度级级数为N时，每一个灰度级步长“1”所对应的XYZ三刺激值为：当红、绿、蓝LED发光灰度级分别为m，n，k时，其对应的XYZ三刺激值为：进一步，所述口腔临床模拟教本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种口腔临床模拟教学方法，其特征在于，所述口腔临床模拟教学方法通过俯仰装置保证仿真头模调整到任意角度；通过多媒体显示器如实的反映出口腔内部的现象，通过调节滚柱调节技工桌的高低；所述多媒体显示器中LED显示屏的显示数学模型为：LED的色坐标计算公式，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间，LED通过脉宽调制产生灰度级时，发光时间t决定了灰度级大小：

【技术特征摘要】
1.一种口腔临床模拟教学方法，其特征在于，所述口腔临床模拟教学方法通过俯仰装置保证仿真头模调整到任意角度；通过多媒体显示器如实的反映出口腔内部的现象，通过调节滚柱调节技工桌的高低；所述多媒体显示器中LED显示屏的显示数学模型为：LED的色坐标计算公式，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间，LED通过脉宽调制产生灰度级时，发光时间t决定了灰度级大小：灰度级和XYZ三刺激值之间存在与时间t相关的线性关系，当LED显示屏总的灰度级级数为N时，每一个灰度级步长“1”所对应的XYZ三刺激值为：当红、绿、蓝LED发光灰度级分别为m，n，k时，其对应的XYZ三刺激值为：2.如权利要求1所述的口腔临床模拟教学方法，其特征在于，所述口腔临床模拟教学方法的多用途喷枪的2D数学模型为：喷枪位置和姿态在固定的笛卡尔坐标系OXYZ中可定义为一个六维的时间矢量函数：a(t)＝(p(t),o(t))T，其中，p(t)＝(Px(t),Py(t),Pz(t))T表示喷枪相对于固定笛卡儿坐标系OXYZ的位置表示喷枪相对于OXYZ轴的角度，根据喷涂特点，喷枪口形成的喷炬的截面一般是圆形的，且涂层厚度在各向同性，喷枪喷出的喷炬形状是圆锥体，为圆锥张角，h为喷枪到平面的距离，R为平面上的喷涂半径，r为平面上一点Q离喷枪中心投影点的距离，θ为Q点和喷枪的连线与喷枪中轴线的夹角；平面上涂层累积速率为：G，G＝f(r，A)；得到G的表达式：其中，A为常数。3.如权利要求1所述的口腔临床模拟教学方法，其特征在于，所述口腔临床模拟教学方法的减震垫的材质为橡胶类，橡胶类减震垫的有限元...

【专利技术属性】
技术研发人员：关键，
申请(专利权)人：佳木斯大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23